【手続補正書】
【提出日】平成17年9月26日(2005.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  人造石とその製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】少なくとも植物繊維による乾燥粉末材と、樹脂材と、酸化チタン粉末材とを混合した後、硬化材を混ぜて成型することを特徴とする人造石の製造方法。
【請求項２】前記の樹脂材に、粒状の天然石又は粉砕されたガラス材の少なくとも１種類又は着色材を混合することを特徴とする請求項１に記載の人造石の製造方法。
【請求項３】グラスファイバー材、金属製網又は木製合板材による強化層を混入することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の人造石の製造方法。
【請求項４】請求項１、請求項２または請求項３に記載の方法で製造され、少なくとも植物繊維による乾燥粉末材と樹脂材と酸化チタン粉末材とを含むことを特徴とする人造石。
【請求項５】請求項３に記載の方法で製造され、中心層として強化層が混入されていることを特徴とする人造石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、テーブルやカウンターおよび壁材などの装飾用建築材料として広く用いられている人造石とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、新聞紙などを中心とした古紙廃棄物が大きな問題となっている。平成９年に包装容器リサイクル法が施行され、包装容器の資材である紙も廃棄が規制され、再生が促進されている。各自治体などでもリサイクルとして古紙回収を積極的に進めている。
【０００３】しかしながら、大量に廃棄される新聞紙は、紙類への再生利用だけでは、限界に達しており、新たな商品として再生利用されることが望まれている。
【０００４】古紙を利用した再生品としては、古紙をバインダーで固めた、建築用の古紙ボードや、古紙を利用した再生樹脂ペレットなども開発されている。
【０００５】一方、近年になって、テーブルやカウンターなどの装飾用建築材料として人造石が注目を集めている。自然石とほとんど変わらない外観であり、十分な強度を有し、自然石に比較して安価に製造できるため、急速に普及されてきている。
【０００６】この人造石は、各種の樹脂材を基材としており、着色料を添加して美しい模様を表現している。
【０００７】この人造石に火力発電所などで大量に発生する焼却灰を用いた大理石調の人造石なども開発されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の古紙再生利用においては、建築用型枠ボードなどのように、再生コストが高く、代替品として十分に普及できないという問題がある。
【０００９】また、人造石は、樹脂材を大量に必要とすること。また、混合する副原料と樹脂材との混合性や加工性の問題などがある。
【００１０】本発明は、古紙などの廃棄物や、未利用の植物原料の有効な再利用対策として、一般的に広く利用することができ、かつ装飾用として商品価値の高い人造石を実現することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の技術的課題は次のような手段によって解決される。請求項１は、少なくとも植物繊維による乾燥粉末材と、樹脂材と、酸化チタン粉末材とを混合した後、硬化材を混ぜて成型することを特徴とする人造石の製造方法である。
【００１２】植物繊維による乾燥粉末材は、新聞紙などの古紙を微粉砕し、粉末状としたものあるいは、月桃の葉やサトウキビの窄汁残渣であるバカスやウコンを乾燥して微細に粉砕して粉末状にしたものなどを用いることができる。粉砕の程度は、粒径が１０ミクロン〜０．２ミクロン程度が好ましい。また、製紙工場から排出される古紙スラッジなどを乾燥させて、微粉砕して粉末状にしたものでも良い。多くの繊維質が含まれているため、樹脂との結合性が良好である。
【００１３】樹脂材は、不飽和ポリエステル樹脂を用いる。不飽和ポリエステル樹脂は、主鎖にエステル結合をもつ重合体で、多塩基酸と多価アルコールとの重縮合などによって得られるものであり、市販されている不飽和ポリエステル樹脂が使用できる。
【００１４】酸化チタン粉末材は、チタン酸化物であり、白色顔料として自動車や化学繊維のつや消し用素材など広く利用されている顔料であり、例えば、石原産業（株）製の酸化チタン材：タイペークなどでも良い。この酸化チタン材を混合することにより、植物繊維乾燥粉末材の各原料による独自の色彩（通常褐色が多い。）を白色系の着色しやすい色に変えることができる。
【００１５】硬化材は、前記古紙粉末材と樹脂材との混合物を凝固させるものならばいずれでも良く、例えば、日本油脂（株）製の硬化材パーメックＮ（商品名）などでも良い。また、２種類以上の硬化材を混入して用いても良い。
【００１６】前記樹脂材として、３０〜４０重量％の不飽和ポリエステル樹脂を混合する。従来、古紙粉末材を固化する樹脂材としては、大量生産性や混合性、加工の容易性から熱硬化性樹脂材が多く用いられている。しかし、デザイン性が重視される、人造石においては、不定形の自然石調の模様を表現することが必要であり、大型機械を用いた単純な混合方法では、美しい自然石模様はできない。混合のノウハウを必要とする。
【００１７】それらの観点において、該不飽和ポリエステル樹脂は、常温で硬化し、硬化時間を硬化剤の使用量を調整することにより任意に調整することができ、視覚的に確認しながら、自然石模様を表現することができる。この不飽和ポリエステルの混合割合は、３０％以下では、硬化強度に問題があり、また、副原料である植物繊維乾燥粉末材の使用量をできる限り多く利用するという観点から、４０％以上は適当でない。
【００１８】請求項２は、前記の樹脂材に、粒状の天然石又は粉砕されたガラス材の少なくとも１種類又は着色材を混合することを特徴とする請求項１に記載の人造石の製造方法である。着色材としては、各種の顔料を使用することができ、前記人造石を彩色できるものならばいずれでも良い。また、２種類以上の着色材を混入して用いても良い。
【００１９】樹脂材に着色材を混入させると、様々な色に彩色が可能となり、大理石調人造石など鮮やかな色彩と光沢を有する美しい人造石とすることができる。また、複数の着色材を混入すると、複雑な模様を呈する芸術的価値の高い人造石とすることもできる。
【００２０】樹脂材に粒状の天然石もしくは粉砕されたガラス材を混ぜるが、粒状の自然石と粉砕されたガラス材の少なくとも１種類を１０〜１５％混入させるのがよい。混合割合は、１０％以上の混合において強度を高める効果が期待でき、１５％以上では表面に現出して好ましくない。
【００２１】請求項３は、グラスファイバー材、金属製網又は木製合板材による強化層を混入することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の人造石の製造方法である。繊維強化樹脂材であるグラスファイバー材は、人造石の曲げ強度を補強するものであり、樹脂材との結合性の良いグラスファイバー材を使用する。また、該強化層は、人造石の中心層として混入することが好ましく、複数層混入させても良い。
【００２２】請求項４は、請求項１、請求項２または請求項３に記載の方法で製造され、少なくとも植物繊維による乾燥粉末材と樹脂材と酸化チタン粉末材とを含むことを特徴とする人造石である。このように、植物繊維の乾燥粉末材として古紙や植物を人造石の副原料として使用することができ、有効で実用的な再利用となる。
【００２３】請求項５は、請求項３に記載の方法で製造され、中心層として強化層が混入されていることを特徴とする人造石である。このように中心層として強化層が混入された人造石は、曲げ強度が補強される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の発明者は、新規な人造石の開発に取り組む中で、様々な副原料を試みた中で、古紙や植物を乾燥粉末処理することにより、人造石の骨材として利用可能であり、廃棄物の再利用や新規原料の用途として、非常に実用的であることを見出し、また、酸化チタン材を混合することにより、原料の色を白色系カラーに変色させることができ、自由な着色が可能となり、高付加価値製品開発を可能とし、発明を完成させたものである。
【００２５】以下に、本発明による人造石が実際上どのように具体化されるかを実施例で説明する。図１は、本発明による人造石の製造方法を示すフローチャートであり、図２は、本発明による人造石の製造工程を示す図である。以下にその製造手順を示す。本実施例では、植物繊維乾燥粉末材として新聞紙の古紙を微粉砕した乾燥粉末材を使用した。
【００２６】（１）新聞紙の古紙を粉砕装置で１〜５ミクロン程度に微細に粉砕し植物繊維乾燥粉末材とした。この植物繊維乾燥粉末材５０Ｋｇと、結合材となる不飽和ポリエステル樹脂３０Ｋｇと、酸化チタン材（石原産業（株）：タイペーク：グレードＲ５５０）１０Ｋｇと、天然石（寒水石など）を１０Ｋｇ程度と、促進材（エスパーＥＰ３３０（商品名））を不飽和ポリエステル樹脂の１．０〜１．５重量％と、添加材（パラフィン）を不飽和ポリエステル樹脂の１重量％（気温２０℃の場合）とを攪拌機などで混合して基層材を製造する。
【００２７】この場合の基層材は、古紙粉末材はグレー色であるが、酸化チタン材の混合により、白色系淡いグレー色となる。着色処理として、この基層材に、着色材（本実施例では、イエロー顔料を使用した。）を３０ｇ程度混合し、着色した。
【００２８】（２）一方、表層材としては、不飽和ポリエステル樹脂を、基層材に用いた量に対して１０％以内とし、これに促進材を該表層用不飽和ポリエステル樹脂の１重量％を混入し、攪拌機などで混合して表層材を製造する。
【００２９】（３）（２）で製造した表層材に、表層材用として混入促進材と同量の硬化材を加え、混合した後、任意の形状に作成した型枠１の底部に、流し込み、人造石の表層２を形成する。該表層の厚さは、０．７ｍｍ程度が好ましい。
【００３０】（４）該表層２が凝固した後、該表層２の上部に、前記（１）で製造した基層材の１／２に硬化材（基層材用として混入した促進材の１／２の量）を加え、混合し、その後、着色材（白色顔料）を少量（１０ｇ程度）加えて自然石模様が現れるようにかき混ぜながら流し込み、基層第一層３を形成する。
【００３１】（５）次にグラスファイバー材を層状に敷き詰め、強化層４を形成する。
【００３２】（６）残りの１／２の基層材に硬化材（基層材用として混入した促進材の１／２の量）を加え、混合して流し込み、基層第二層５を形成する。
【００３３】（７）完全に固まった後、型枠１を取り外す。
【００３４】（８）表層の表面６をサンダーペーパーなどで磨きを入れ、光沢を出す。
【００３５】このようにして製造された人造石は、主成分である古紙粉末材と不飽和ポリエステル樹脂と酸化チタン粉末材の混合物は、着色材により黄色の濃淡模様が表現され、自然石調の美しい人造石となる。
【００３６】また、透明な不飽和ポリエステル樹脂が表層を形成しており、表層表面は、光沢処理されているため、表面に自然石が露出することはなく、鮮やかな光沢を呈する。
【００３７】本実施例では、基層を形成する古紙粉末材と不飽和ポリエステル樹脂と自然石と酸化チタン粉末材の混合比率は、重量比で約５：３：１：１の割合としたが、これに限定されるものでは無く、不飽和ポリエステル樹脂の混合割合を３０〜４０重量％、自然石を１０〜１５重量％、酸化チタン粉末材を５〜１０％の範囲で任意に設定し、残りを植物繊維乾燥粉末材として製造することができる。
【００３８】不飽和ポリエステル樹脂は、３０％以下では固化が困難であり、４０％以上では、強度的に変形する恐れがある。
【００３９】酸化チタン粉末材は、副原料である植物繊維乾燥粉末材の原料の色や混合割合により異なるが、基層材の色の濃さにより調整し、５〜１０％程度が好ましい。
【００４０】硬化材は、その使用条件（気温）によって異なるが、混合される樹脂材の０．５〜１．０重量％が好ましく、例えば、日本油脂（株）製のパーメックＮ（商品名）などが挙げられる。
【００４１】添加材は、混合される樹脂材の１．５重量％程度が好ましく、例えば、三井東圧化学（株）製ＥＭ−２３（商品名）（パラフィン）などが挙げられる。
【００４２】促進材は、硬化材と同量程度が良く、例えば、三井東圧化学（株）製のエスパーＥＰ３３０（商品名）などが挙げられる。
【００４３】本実施例では強化材として、グラスファイバー材を用いたが金属製の網などでも良く、軽量化を必要とする場合には、木製合板材を混入させても良い。
【００４４】この人造石の用途としては、テーブル、カウンター、壁材、化粧台、花瓶などの材料として高付加価値製品として利用することができ、その主要成分として全重量の約５０％に古紙粉末材を使用することができる。
【００４５】従来の人造石の製造コストとほとんど同じまたは、さらに低コストで高品質の商品の製造が可能となる。
【００４６】古紙の再生利用としては、比較的安価な商品開発が行われてきたが、本発明では、付加価値の高いデザイン性にも優れた従来とは異なる発想の元に商品開発を行うことができる。
【００４７】従来より、装飾用建材としては、大理石などの石材資源不足の問題から樹脂系人造石が多く用いられているが、それらの主成分は、粉砕された天然石と樹脂材とで構成されており、石材資源問題の解消にはなっていなかった。該人造石に用いられる天然石の代価材料として、古紙粉末材や植物乾燥粉末材などの植物繊維乾燥粉末材を用いた人造石は開発されていない。
【００４８】また、高炉スラグを用いた人造石などは、強度は天然石より良くなるが、該スラグの粒度調整が必要であるなどの問題があり、ガラス材を用いたものは、衝撃に弱い欠点があるなど有効な代価材料とは言い難い。
【００４９】本発明の人造石は、植物繊維乾燥粉末材を５０％程度まで使用できるため、再利用の問題を大きく改善することが期待できる。また、月桃やバガスなどの農作物を応用利用することで新たな産業おこしともなる。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明では、以下に示すような効果がある。
【００５１】１）古紙や植物を植物繊維乾燥粉末材として人造石の副原料として使用することができ、有効で実用的な再利用となる。
【００５２】２）酸化チタン材を混合することにより、植物繊維乾燥粉末材のもともとの濃い色を白色系に変色させることができるため、各種の着色材を用いて自由な着色が可能となる。
【００５３】３）安価で美しい付加価値の高い自然石調の人造石を実現できる。
【００５４】４）着色材を混入させることにより、様々な色彩および模様の美しい人造石を製造することができ、建築資材の他、室内装飾家具用の材料としても広く利用することができる。
【００５５】５）粒状の自然石や粉砕された粒状のガラス材を混入させた人造石とすることにより、強度を高めることができる。
【００５６】６）不飽和ポリエステル樹脂を用いることにより、古紙粉末材や植物乾燥粉末材などの植物繊維乾燥粉末材との結合性、混合性が良く、また、副原料の使用量を高めることができ、安価で接着性の良い結合材を提供できる。
【００５７】以上のように、本発明による人造石によると、古紙や農作物の有効的な再利用対策となり、用途が広く大量に再利用することが可能であり、かつ商品価値の高い美しい人造石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による人造石の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明による人造石の製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１型枠
２表層
３基層第一層
４強化層
５基層第二層
６表層の表面